[发明专利]一种LT编译码算法的DSP硬件实现方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种基于DSP技术实现LT编译码算法的方法，该方法可以广泛的运用于有线数字通讯，数字存储，多源下载等技术领域。

背景技术

随着信息技术的高速发展，传统的TCP/IP协议由于数据传输时延较大，并不适合互联网中大容量信息的实时传输，因此研究学者提出了纠删编码技术。即发送端把需要传输的K个源信息包通过编码，整合成N个编码包，通过网络发送出去。接收端接收到这个N个编码包中的任意K个编码包就能使用特定的译码方法以很高的概率重构这K个源信息包。

1998年Bayers等提出了一类新的纠删码--Fountain码。它具有鲁棒性和可靠性，且可以在无反馈信道下，以任意的码率传输数据，从而简化了网络中数据的传输方式，使其得成为一类适用于可靠通信的有效编码技术，在远距离，大容量的实时传输中具有广阔的应用前景。

2003年Lucy提出了第一类Fountain码，也是第一类码率不受限制的码--LT码。LT码对于具有不同删除概率的各种删除信道均是逼近最优的^【1】。由于LT码的诸多优点，LT码被认为是适用于可靠多播传输、多源下载、数据存储和无线协作传输等应用方向最有前途的编码技术，在国际上掀起了一场LT码的研究热潮。

近些年，随着信息技术地高速发展，人们迫切地需要将各种先进的编码技术引入实际运用。由于DSP技术精度高，速度快，成本低，灵活性强，可靠性好的特点，DSP技术被越来越多了运用于信道编码技术中。通过研究，Turbo码，卷积码^[3]，LDPC码^[4]等大部分早期码的编译码器都通过DSP等技术得以实现。但由于DSP芯片的处理能力和内存空间都十分有限，使用DSP技术实现LT码编译码器必须要解决两个难题：1）如何设计编译码算法，简化程序，减少CPU负担；2）如何建立信息储存机制，存储度邻接信号表，合理利用DSP芯片片上内存资源。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种设计使用TI公司的TMS320VC54146芯片，便捷地实现LT编译码算法，并且提高算法效率，充分减少DSP芯片片上内存使用量的一种LT编译码算法的DSP实现方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种LT编译码算法的DSP硬件实现方法，包括异步串行通信收发器、TMS320VC5416芯片、FIASH芯片、电源调节器芯片、LT编码器和译码器，采用异步串行通信收发器来实现异步数据传输，使用电源调节器芯片给TMS320VC5416芯片供电，使用FIASH芯片保存编译码程序段，LT译码器从异步串行通信收发器接收到编码信号后进行译码，译码过程中LT译码器通过通讯信道发送反馈信息给LT编码器，控制LT编码器的工作；

步骤一、LT编码器从通讯信道中接收到k个源信号，确定首次生成编码信号的数量N=1.05×k；

步骤二、根据鲁棒弧波分布确定编码信号的度分布率μ(k)，根据μ(k)将时隔[0,1]划分成非重复不等间隔的k个子时隔，一个子时隔对应一个不同的度值，使用C语言内部函数生成[0,1]区间的随机数列，根据随机数列中第i项的值确定第i个编码信号的度值d_i；

步骤三、使用函数生成[0,k]区间长度d_i为的随机数列{a_di}，取出第a_i(i=1,2,…,d_i)个源信号做为该编码信号的度邻接信号，异或运算得到编码信号e_i；

步骤四、重复步骤二和步骤三，生成N个编码信号, 通过通信信道发送；

步骤五、译码器接收到所有的编码信号后，根据预先在编码器和译码器设立的seed表，确定seed值，进而得到编码信号的度和度邻接信号表，将编码信号及其度邻接信号表分别存储于数据链表L₁和L₂中；

步骤六、 寻找度为1的编码信号开始进行译码，当编码信号被释放后，删除存储该编码信号的数据链表L₁中节点，及存储其度邻接信号表的数据链表L₂中节点，重复以上操作至度为1的编码信号耗尽；